解析:
这是一道关于混凝土抗折强度计算及数据处理的专业题目。以下是详细的解析过程:
### 1. 确定计算公式
根据《普通混凝土力学性能试验方法标准》(GB/T 50081-2019),混凝土抗折强度 $f_f$ 的计算公式为:
$$ f_f = \frac{F L}{b h^2} $$
其中:
* $F$:破坏荷载(单位:N)
* $L$:支座间跨度(单位:mm)。对于标准试件 $150\text{mm} \times 150\text{mm} \times 550\text{mm}$,标准跨度 $L = 450\text{mm}$。
* $b$:试件截面宽度(单位:mm),此处 $b = 150\text{mm}$。
* $h$:试件截面高度(单位:mm),此处 $h = 150\text{mm}$。
将常数代入公式简化:
$$ f_f = \frac{F \times 450}{150 \times 150^2} = \frac{450 F}{3,375,000} = \frac{F}{7500} \quad (\text{结果单位为 MPa,当 } F \text{ 单位为 N 时}) $$
或者更常用的工程简化系数:若 $F$ 单位为 kN,则:
$$ f_f = \frac{F (\text{kN}) \times 1000 \times 450}{150 \times 150 \times 150} = F (\text{kN}) \times \frac{450,000}{3,375,000} = F (\text{kN}) \times \frac{1}{7.5} \approx 0.1333 \times F (\text{kN}) $$
即:**抗折强度 (MPa) = 破坏荷载 (kN) / 7.5**
### 2. 计算各试件的抗折强度
分别计算三个试件的单块抗折强度:
1. **试件 1** ($F_1 = 65.17 \text{ kN}$):
$$ f_1 = \frac{65.17}{7.5} \approx 8.689 \text{ MPa} $$
2. **试件 2** ($F_2 = 55.56 \text{ kN}$):
$$ f_2 = \frac{55.56}{7.5} \approx 7.408 \text{ MPa} $$
3. **试件 3** ($F_3 = 65.77 \text{ kN}$):
$$ f_3 = \frac{65.77}{7.5} \approx 8.769 \text{ MPa} $$
### 3. 数据有效性判定(关键步骤)
根据 GB/T 50081-2019 规定,以三个试件测值的算术平均值作为该组试件的抗折强度值。但是,如果三个测值中的最大值或最小值中有一个与中间值的差值超过中间值的 **15%**,则取中间值作为该组试件的抗折强度;如果最大值和最小值与中间值的差值均超过中间值的 15%,则该组试验结果无效。
* **排序**:$f_2 (7.408) < f_1 (8.689) < f_3 (8.769)$
* 最小值:$7.408 \text{ MPa}$
* 中间值:$8.689 \text{ MPa}$
* 最大值:$8.769 \text{ MPa}$
* **计算偏差**:
1. **最大值与中间值的偏差**:
$$ \frac{8.769 - 8.689}{8.689} \times 100\% = \frac{0.08}{8.689} \times 100\% \approx 0.92\% $$
$0.92\% < 15\%$,符合要求。
2. **最小值与中间值的偏差**:
$$ \frac{8.689 - 7.408}{8.689} \times 100\% = \frac{1.281}{8.689} \times 100\% \approx 14.74\% $$
$14.74\% < 15\%$,符合要求。
* **判定结论**:
由于最大值和最小值与中间值的差值**均未超过**中间值的 15%,因此该组数据有效,应取**三个试件测值的算术平均值**作为最终结果。
*(注:如果最小值偏差超过15%,则取中间值 8.7 MPa,这会误导选择 B。但此处 14.74% 小于 15%,故必须取平均值。)*
### 4. 计算最终结果
$$ f_{avg} = \frac{8.689 + 7.408 + 8.769}{3} $$
$$ f_{avg} = \frac{24.866}{3} \approx 8.2887 \text{ MPa} $$
修约至 0.1 MPa:
$$ 8.2887 \text{ MPa} \approx 8.3 \text{ MPa} $$
### 5. 选项分析
* A. 8.8 MPa:接近最大值,错误。
* B. 8.7 MPa:这是中间值。如果误判最小值偏差超过15%,会选此项。但实际偏差为14.74%,未超限,故不取中间值。
* C. 8.3 MPa:正确,为算术平均值。
* D. 无效:数据偏差均在允许范围内,有效。
**综上所述,正确答案是 C。**